Antenna array with switching scanning in elevation plane

• Published in: Physics of Wave Processes and Radio Systems
• Main Authors: Pasternak Y., Pendyurin V., Safonov K.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics 2021
• Subjects: waveguide-slot antenna array; Luneburg lens; satellite communications; mobile satellite communications terminal; волноводно-щелевая антенная решетка; линза Люнеберга; спутниковая связь; мобильный терминал спутниковой связи; Arctic; taiga; Tundra; Арктика; Тундра
• Online Access: https://journals.ssau.ru/pwp/article/view/9816; https://doi.org/10.18469/1810-3189.2021.24.3.100-106

It is known that the most reliable communication in hard-to-reach places such as the Arctic, Tundra, Taiga is satellite communication [1-5]. Therefore, for satellite communications, it is necessary to develop your own antenna arrays. This article discusses a waveguide-slot antenna array with a Luneburg lens for a mobile satellite communications terminal, which provides a continuous and stable signal. This antenna operates in the 10.9 to 14.5 GHz frequency range. Possesses vertical polarization. The overall dimensions of the antenna array are: diameter of the diagram-forming lens 256 mm (thickness 5 mm, material FLAN 2.8 (epsilon 2.8, tangent delta 0.0015)); waveguide length 600 mm (internal section 10.5 mm by 5 mm, filling FLAN 2.8). Slotted waveguide antennas and lens are made of standard FLAN 2.8 material (epsilon 2.8, tangent delta 0.0015) 5mm thick, foiled on both sides. There are 17 coaxial cables to the HF switch (equal lengths are not required), the scanning step in elevation is 5 degrees. When using 54 waveguide-slot antennas and 18 switch inputs, a scanning sector in elevation of 90 degrees is provided. All the nodes were pre-modeled separately a cylindrical Luneburg lens with suitable waveguides, excited by slits; slotted waveguide antennas; coaxial-waveguide transitions. Известно, что самая надежная связь в труднодоступных местах, таких как, Арктика, тундра, тайга, это спутниковая связь. Поэтому для аппаратуры мобильной высокоскоростной спутниковой связи необходимо создать недорогие отечественные антенные решетки с электрическим управлением диаграммой направленности в угло-местной плоскости. В данной статье рассмотрена волноводно-щелевая антенная решетка с линзой Люнеберга для мобильного терминала спутниковой связи, которая обеспечивает непрерывный и стабильный сигнал при движении носителя за счет электрического управления диаграммой направленности в угло-местной плоскости и механического сканирования вазимутальной плоскости. Данная антенна работает в диапазоне частот от 10,9 до 14,5 ГГц. Поляризация вертикальная. Габаритные размеры антенной решетки: диаметр диаграммо-образующей линзы 256 мм (толщина 5 мм, материал ФЛАН 2.8 (эпсилон 2,8, тангенс дельта 0,0015)); длина волноводов 600 мм (внутреннее сечение 10,5 мм на 5 мм, заполнение ФЛАН 2.8). Волноводно-щелевые антенны и линза изготавливаются из стандартного материала ФЛАН2.8 (эпсилон 2,8, тангенс дельта 0,0015) толщиной 5 мм, фольгированного с обеих сторон. К ВЧ-коммутатору идет 17 коаксиальных кабелей (равенство их длин не требуется), шаг сканирования по углу места 5 градусов. При использовании 54волноводно-щелевых антенн и 18 входов коммутатора обеспечивается сектор сканирования по углу места 90 градусов. Предварительно были промоделированы все узлы по отдельности цилиндрическая линза Люнеберга с подходящими к ней волноводами, возбуждаемыми щелями; волноводно-щелевые антенны; коаксиально-волноводные переходы.